專利名稱：壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于制冷技術領域。
背景技術：
當今，人類對保護臭氧層和氣候變暖問題越來越重視，使二氧化碳這種對環(huán)境友好的制冷劑重新受到了人們的關注；但這種制冷系統(tǒng)也存在著不足，二氧化碳氣體必須在 140巴的壓力下才能充分制冷。為此，需要能承受高壓的壓縮機。而且由于節(jié)流損失大，傳統(tǒng)的二氧化碳制冷壓縮機難以達到高的制冷效率。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種采用壓縮膨脹機的二氧化碳制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用液壓泵產生動力，所采用的壓縮膨脹機兼具壓縮機和壓縮膨脹機的功能；而且通過蓄能器使回收的膨脹功與壓縮需求相適應，可減少節(jié)流損失，獲得更高得循環(huán)效率。本實用新型的結構由油泵、油箱、換向閥、壓縮膨脹機體、活塞、冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器、氣路換向控制閥、蓄能器、節(jié)流閥等組成。其中的壓縮膨脹機體用兩個隔板分成三段， 活塞由一個中間活塞(中間活塞兩側各有一個活塞控制段)和兩個端活塞組成；活塞與隔板將壓縮膨脹機體分成左右對稱的六個腔，分別為兩個液壓油腔、兩個膨脹腔和兩個壓縮腔。隔板在液壓油腔側制有控制腔，用于與活塞控制段配合控制換向閥自動換向；控制腔接控制油路，控制油路設單向閥和換向閥控制閥，以保證換向閥有確定的兩個位置。每側的活塞桿由直徑不同的兩部分組成，與端活塞相連的部分直徑較小，為膨脹進氣控制段；長度約為活塞行程的三分之一，與隔板上的膨脹氣道相配合，用于控制氣體進入膨脹腔的量和膨脹開始的時間；氣路換向控制閥與換向閥閥芯連在一起，同時動作；在換向閥出油口設蓄能控制閥和蓄能器，在蓄能器和油泵出油口之間設液控單向閥；蓄能控制閥和液控單向閥共同控制蓄能器能量的存儲與釋放。工作介質為二氧化碳。工作原理油泵開始工作時，氣路換向控制閥和換向閥在彈簧的作用下處于左位； 油泵產生的液壓油通過換向閥進入壓縮膨脹機左邊的液壓油腔，推動活塞向右運動，同時， 經冷卻器冷卻后的高壓氣體通過氣路換向控制閥、膨脹氣道進入右膨脹腔，與液壓油一起推動活塞向右運動，壓縮右壓縮腔中的氣體。當右壓縮腔中的壓力大于冷卻器內的壓力時， 單向閥打開，壓縮腔中的氣體排入冷卻器，在冷卻器中放熱冷卻。當活塞桿膨脹進氣控制段越過膨脹氣道時，活塞桿直徑大的部分關閉膨脹氣道；進入右膨脹腔內的氣體膨脹做功降壓。降壓后的氣體經回熱器和節(jié)流閥進一步降溫、降壓液化后進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)制冷。 由于剛開始壓縮時氣體的壓力低，所需的壓縮功小，而膨脹腔內的氣體壓力大；有富余的能量。此時蓄能控制閥處于左位，從換向閥流出的油通過蓄能控制閥進入蓄能器儲存；當右壓縮腔中的壓力升高到設定值時，油泵輸出的壓力升高，油壓使液控單向閥導通，并使蓄能控制閥處于右位；蓄能器儲存的能量釋放。與此同時，左壓縮腔吸入蒸汽，左膨脹腔氣體排出。當壓縮膨脹機的右壓縮腔的氣體被排除，活塞控制段進入右控制腔時，控制腔壓力急劇增大；液壓油通過控制管路使換向閥換向，處于右位；油泵產生的液壓油通過換向閥進入壓縮膨脹機右液壓油腔，推動活塞向左運動壓縮左壓縮腔中的氣體，同時經冷卻器冷卻的高壓氣體通過氣路換向控制閥和膨脹控制閥進入左膨脹腔，與液壓油一起推動活塞向左運動；使左壓縮腔中的氣體被壓縮，通過單向閥進入冷卻器。當活塞控制段進入左控制腔時， 控制腔壓力急劇增大；液壓油通過控制管路使換向閥控制閥處于右位，換向閥中的控制油流回油箱，壓力消失；換向閥芯在彈簧的作用下回到左位，實現自動換向。由于壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)采用液壓泵產生液壓油，可很容易的獲得高的壓力，而通過壓縮膨脹機實現對二氧化碳氣體的壓縮；氣體的泄露和壓縮余隙很小，具有比傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)更高的輸氣效率。

附圖是壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)的結構圖，圖中1油箱、2油泵、3換向閥控制油路、4單向閥、5蓄能器、6壓縮膨脹機體、7膨脹氣道、8膨脹進氣控制段、9端活塞、10缸蓋、11液壓油腔、12活塞控制段、13中間活塞、14冷卻器、15膨脹腔、16壓縮腔、17氣路換向控制閥、18換向閥控制閥、19回熱器、20節(jié)流閥、21蒸發(fā)器、22隔板、23控制腔、對換向閥、 25液控單向閥、沈蓄能控制閥、27儲氣罐。
具體實施方式
附圖中壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)中的油泵(2)換向閥04)、壓縮膨脹機(6)、 冷卻器(14)、氣路換向控制閥(17)、回熱器(19)、節(jié)流閥00)蒸發(fā)器(21)用管路依次聯結，系統(tǒng)中的工作介質為二氧化碳。此系統(tǒng)也可將冷卻器作為熱源，形成熱泵空調和熱水
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權利要求1.一種壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)，其特征是壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)由油泵、油箱、換向閥、壓縮膨脹機體、活塞、冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器、氣路換向控制閥、蓄能器、 節(jié)流閥組成；其中的壓縮膨脹機體被兩個隔板分成三段，活塞由一個中間活塞和兩個端活塞組成；活塞與隔板將壓縮膨脹機體分成左右對稱的兩個液壓油腔、兩個膨脹腔和兩個壓縮腔。
2.如權利要求1所述的壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)，其特征在于活塞桿由直徑不同的兩部分組成，與端活塞相連的部分直徑較小，為膨脹進氣控制段；與隔板上的膨脹氣道相配合，用于控制氣體進入膨脹腔的量和膨脹開始的時間。
3.如權利要求1所述的壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)，其特征在于在換向閥出油口設蓄能控制閥和蓄能器，在蓄能器和油泵出油口之間設液控單向閥；蓄能控制閥和液控單向閥共同控制蓄能器能量的存儲與釋放。
專利摘要一種壓縮膨脹機二氧化碳制冷系統(tǒng)，該機由油泵、油箱、換向閥、壓縮膨脹機體、活塞、冷卻器、回熱器、蒸發(fā)器、氣路換向控制閥、蓄能器、節(jié)流閥組成。其中的壓縮膨脹機體被兩個隔板分成三段，活塞由一個中間活塞和兩個端活塞組成；活塞與隔板將壓縮膨脹機體分成左右對稱的兩個液壓油腔、兩個膨脹腔和兩個壓縮腔。由于采用液壓泵產生液壓油，可很容易的獲得高的壓縮壓力；具有高的效率。
文檔編號F25B1/02GK201935468SQ20112001061
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2011年1月14日
發(fā)明者蔡學功 申請人:蔡學功